Nghiên cứu ảnh hưởng của mô đun vòng sợi đến đặc trưng ổn định kích thước và áp lực lên bề mặt của vải dệt kim đàn tính cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THANH NHÀN

NGHIIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔ-ĐUN VÒNG SỢI
ĐẾN ĐẶC TRƯNG ỔN ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ ÁP LỰC
LÊN BỀ MẶT CỦA VẢI DỆT KIM ĐÀN TÍNH CAO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. BÙI VĂN HUẤN

Hà Nội – Năm 2014


LỜI CÁM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện luận văn này, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình,
động viên và khích lệ của thầy PGS.TS.Bùi Văn Huấn về chuyên môn cũng như
phương pháp nghiên cứu khoa học. Cho đến hôm nay, em đã hoàn thành luận văn
của mình với những kết quả nhất định.
Em xin chân thành cám ơn thầy PGS.TS.Bùi Văn Huấn, các thầy, cô phòng
thí nghiệm vật liệu dệt, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp em thực hiện
luận văn này.
Em luôn luôn cố gắng học hỏi, trau dồi kiến thức để thực hiện và hoàn thành
luận văn này. Tuy nhiên, do thời gian có hạn và bản thân còn nhiều hạn chế trong
quá trình nghiên cứu, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô và bạn bè.

1


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan toàn bộ thí nghiệm được thực hiện tại các phòng thí
nghiệm vật liệu dệt, trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Toàn bộ nội dung và kết
quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là do tác giả nghiên cứu và tự trình
bày dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS.Bùi Văn Huấn, không sao chép của tài liệu
khác. Đây cũng là một trong các nội dung nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu thiết
kế và chế tạo vải dệt kim chuyên dụng phù hợp với mục đích làm sản phẩm may
mặc chỉnh hình thẩm mỹ”, mã số: B2013-01.54 do PGS. Bùi Văn Huấn làm chủ
nhiệm.
Tác giả xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về những nội dung, hình ảnh cũng
như các kết quả nghiên cứu trong luận văn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2014.
Người thực hiện

Nguyễn Thanh Nhàn

2


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. 2
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................ Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ ... Error! Bookmark not defined.
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 9
1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................................ 9
2. Lịch sử nghiên cứu ....................................................................................................... 10

3. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn ............................................. 10
4. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản .......................................................................... 11
5. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 11
6. Đóng góp của tác giả .................................................................................................... 12
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................... 13
1.1. Tổng quan về vải dệt kim........................................................................................... 13
1.1.1. Khái niệm vải dệt kim ............................................................................................. 13
1.1.2. Các đặc trưng cấu trúc cơ bản của vải dệt kim......................................................... 14
1.1.2.1. Kiểu dệt ............................................................................................................... 14
1.1.2.2. Mật độ vải............................................................................................................ 16
1.1.2.3. Chỉ số chứa đầy ................................................................................................... 17
1.1.2.4. Chiều dài vòng sợi ............................................................................................... 19
1.1.2.5. Khối lượng vải dệt kim ......................................................................................... 20
1.1.3. Tính chất của vải dệt kim ........................................................................................ 21
1.1.3.1. Tính chất cơ học .................................................................................................. 21
1.1.3.2. Các tính chất khác của vải dệt kim ....................................................................... 22
1.1.4. Sự biến dạng của vải dệt kim trong quá trình sử dụng ............................................. 22
1.1.5. Tính chất lưu biến của vải ....................................................................................... 22
1.2. Tổng quan về vải dệt kim đàn tính cao ....................................................................... 24
1.2.1. Khái niệm vải dệt kim đàn tính cao ......................................................................... 24
1.2.2. Nguyên vật liệu làm vải dệt kim đàn tính cao .......................................................... 25
1.2.3. Các loại vải dệt kim đàn tính và đặc điểm sản xuất ................................................. 27
1.2.4. Phạm vi ứng dụng vải dệt kim đàn tính cao ............................................................. 29

3


1.3. Các đặc trưng của vải dệt kim đàn tính cao ................................................................ 32
1.3.1. Các đặc trưng kích thước và đàn hồi của vải đàn tính .............................................. 32
1.3.2. Áp lực lên cơ thể dưới tác dụng của độ giãn đàn hồi của vải ................................... 34

1.4. Kết luận chương 1 ..................................................................................................... 42
Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 44
2.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 44
2.2. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................ 44
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 48
2.3.1. Xác định độ ổn định kích thước của các mẫu vải theo các chu kỳ thí nghiệm .......... 48
2.3.2. Xác định thời gian và giá trị lơi áp lực của các mẫu vải lên bề mặt theo các chu kỳ
thí nghiệm ........................................................................................................................ 49
2.3.3. Xác định áp lực của các mẫu vải lên bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm .................. 49
2.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................... 50
2.4.1. Phương pháp và tiêu chuẩn xác định các đặc trưng cấu trúc vải............................... 50
2.4.1.1. Xác định chiều dài vòng sợi ................................................................................. 50
2.4.1.2. Xác định mật độ ................................................................................................... 50
2.4.1.3. Xác định khối lượng của vải................................................................................. 51
2.4.2. Phương pháp đánh giá các đặc trưng ổn định kích thước và áp lực vải lên bề mặt ... 52
2.4.2.1. Quy cách thí nghiệm ............................................................................................ 52
2.4.2.2. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm ..................................................................................... 52
2.4.2.3. Thực hiện thí nghiệm mẫu vải .............................................................................. 53
2.5. Kết luận chương 2 ..................................................................................................... 56
Chương 3: KẾT QỦA NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ............................................... 57
3.1. Kết quả xác định đặc trưng độ ổn định kích thước vải ................................................ 57
3.2. Kết quả xác định thời gian và giá trị lơi áp lực của vải ............................................... 60
3.3. Kết quả xác định áp lực vải lên bề mặt ....................................................................... 64
3.4. Kết luận chương 3 ..................................................................................................... 71
KẾT LUẬN ..................................................................................................................... 72
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ............................................................................. 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 75
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ 77

4

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.

Các thông số vải dệt kim làm quần, áo bó sát

Bảng 1.2.

Các hàm hồi quy giữa áp lực trang phục và độ giãn của vải

Bảng 1.3.

Các hàm hồi quy thể hiện mối quan hệ giữa áp lực trang phục với thời
gian lơi

Bảng 2.1.

Các đặc trưng cấu trúc của các mẫu vải mộc (sau dệt)

Bảng 2.2.

Các đặc trưng cấu trúc của các mẫu vải nhuộm

Bảng 2.3.

Độ ổn định kích thước chiều dài vòng sợi và khối lượng của các mẫu
vải sau nhuộm so với vải mộc

Bảng 3.1.

Kết quả xác định mức độ tăng kích thước các mẫu vải trong các chu kỳ
thí nghiệm

Bảng 3.2.

Kết quả xác định giá trị và thời gian lơi áp lực lên bề mặt của các mẫu
vải khi bị kéo giãn cố định 50% theo hướng vòng sợi

Bảng 3.3.

Kết quả xác định áp lực các mẫu vải lên bề mặt khi kéo giãn mẫu với
các giá trị khác nhau theo chiều ngang

Bảng 3.4.

Kết quả xác định áp lực lên bề mặt của các mẫu vải khi bị kéo giãn
ngang 50%

Bảng 3.5.

Phương trình hồi quy của các mẫu vải

5


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 1.1.

Ảnh chụp vải dệt kim

Hình 1.2.

Cấu trúc vải dệt kim

Hình 1.3.

Dệt kim đan ngang

Hình 1.4.

Dệt kim đan dọc

Hình 1.5.

Mặt trái kiểu dệt trơn (kiểu dệt Single)

Hình 1.6.

Mặt phải kiểu dệt trơn (kiểu dệt Single)

Hình 1.7.

Kiểu dệt đan chun (kiểu dệt Laxtic)

Hình 1.8.

Kiểu dệt đan chun kép (kiểu dệt Interlock)

Hình 1.9.

Sơ đồ xác định độ chứa đầy vải dệt kim

Hình 1.10.

Diễn biến quá trình rão

Hình 1.11.

Biểu đồ biến dạng – tải trọng

Hình 1.12.

Vải dệt Single cài sợi Spandex

Hình 1.13.

Quần, áo thể thao bằng vải dệt kim

Hình 1.14.

Quần, áo định hình thẩm mỹ

Hình 1.15.

Minh họa tác dụng của tất y khoa phòng chống và chữa bệnh suy
giãn tĩnh mạch

Hình 1.16.

Thiết bị đo áp lực (AMI3037 S-5)

Hình 1.17.

Mô hình đo áp lực trang phục

Hình 1.18.

Đường tải trọng - độ giãn của vải dệt kim Cott/Spd và vải dệt kim
Pes/Spd theo hướng hàng vòng và cột vòng

Hình 1.19.

Mối quan hệ giữa áp lực trang phục và độ giãn của vải dệt kim
Cott/Spd và vải dệt kim Pes/Spd theo hướng hàng vòng và cột
vòng

Hình 1.20.

Hình phân tích vật lý áp lực trang phục

Hình 1.21.

Quan hệ giữa áp lực trang phục và độ giãn của vải

Hình 1.22.

Các đường cong thể hiện quan hệ áp lực trang phục và thời gian
phục hồi

6


Hình 1.23.

Các đường cong thể hiện mối quan hệ giữa áp lực trang phục với
thời gian lơi

Hình 2.1.

Máy dệt các mẫu vải nghiên cứu

Hình 2.2.

Chiều dài vòng sợi của vải sau dệt và sau nhuộm, mm

Hình 2.3.

Khối lượng của vải sau dệt và sau nhuộm, g/m 2

Hình 2.4.

Mẫu vải được kéo giãn ngang trên ống thí nghiệm (bằng nhựa
PVC)

Hình 2.5.

Kính lúp và kim gẩy sợi (hay mũi mác)

Hình 2.6.

Cân điện tử hiệu Sartorius

Hình 2.7.

Thiết bị đo áp lực của vải lên bề mặt mô phỏng bề mặt cơ thể

Hình 2.8.

Kẹp giữ mẫu vải trên thiết bị

Hình 3.1.

Biểu đồ tăng kích thước ngang trung bình của 5 chu kỳ theo thời
gian sau khi bỏ tải trọng của các mẫu vải thí nghiệm

Hình 3.2.

Biểu đồ giá trị và thời gian lơi áp lực của mẫu vải M220 qua các
chu kỳ

Hình 3.3.

Biểu đồ giá trị và thời gian lơi áp lực của mẫu vải M240 qua các
chu kỳ

Hình 3.4.

Biểu đồ giá trị và thời gian lơi áp lực của mẫu vải M260 qua các
chu kỳ

Hình 3.5.

Biểu đồ giá trị và thời gian lơi áp lực của mẫu vải M280 qua các
chu kỳ

Hình 3.6.

Biểu đồ giá trị và thời gian lơi áp lực của mẫu vải M295 qua các
chu kỳ

Hình 3.7.

Biểu đồ mối quan hệ giữa độ giãn và áp lực của mẫu vải M220 lên
bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm

Hình 3.8.

Biểu đồ mối quan hệ giữa độ giãn và áp lực của mẫu vải M240 lên
bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm

Hình 3.9.

Biểu đồ mối quan hệ giữa độ giãn và áp lực của mẫu vải M260 lên
bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm

7


Hình 3.10.

Biểu đồ mối quan hệ giữa độ giãn và áp lực của mẫu vải M280 lên
bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm

Hình 3.11.

Biểu đồ mối quan hệ giữa độ giãn và áp lực của mẫu vải M295 lên
bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm

Hình 3.12.

Biểu đồ mối quan hệ giữa chiều dài vòng sợi và áp lực vải dệt kim
lên bề mặt khi vải bị kéo giãn theo chiều vòng sợi 50%

8


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đặc trưng đàn hồi là một trong số các chỉ tiêu chất lượng quan trọng của vải
dệt kim, đặc biệt là vải dệt kim đàn tính cao sử dụng cho trang phục mặc bó sát,
cũng như các trang phục chuyên dụng sử dụng cơ chế ép nén cơ thể dưới tác dụng
của độ giãn đàn hồi vải như trang phục chỉnh hình thẩm mỹ, tất phòng chống và
chữa bệnh suy giãn tĩnh mạch .v.v. Đặc trưng đàn hồi vải quyết định tính ổn định
kích thước trang phục, áp lực trang phục tạo lên bề mặt cơ thể trong quá trình sử
dụng. Vải có tính đàn hồi tốt đảm bảo cho trang phục có tính ổn định hình dạng và
kích thước cao, tạo áp lực tốt và ổn định lên bề mặt cơ thể người mặc trong quá
trình sử dụng. Áp lực cần thiết của trang phục lên bề mặt cơ thể người mặc, đặc biệt
là các trang phục chuyên dụng sử dụng cơ chế ép nén cơ thể, quyết định hiệu quả sử
dụng trang phục. Đặc trưng đàn hồi, tính ổn định kích thước và áp lực lên bề mặt

của vải dệt kim chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố: cấu trúc vải (loại xơ, sợi, kiểu dệt,
mật độ vải, chiều dài vòng sợi, độ dày ...), xử lý hoàn tất vải (tiền xử lý, nhuộm,
hoàn tất ...). Nhu cầu vải dệt kim đàn tính cao ngày càng tăng mạnh ở Việt Nam và
trên thế giới. Phạm vi ứng dụng của vải dệt kim đàn tính cao ngày càng được mở
rộng. Trong khi đó, ở nước ta chưa có các công trình nghiên cứu cụ thể hoặc chuyên
sâu về vải dệt kim đàn tính cao cũng như nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả
năng ổn định kích thước và áp lực vải lên bề mặt.
Với các lý do trên, việc “Nghiên cứu ảnh hưởng của mô-đun vòng sợi đến
đặc trưng ổn định kích thước và áp lực lên bề mặt của vải dệt kim đàn tính cao”
nhằm đánh giá ảnh hưởng của chiều dài vòng sợi đến tính ổn định kích thước và áp
lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt làm cơ sở lựa chọn được chiều dài vòng sợi
phù hợp để chế tạo các loại vải cho trang phục chỉnh hình thẩm mỹ là việc làm cần
thiết. Đây cũng là một trong các nội dung nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu thiết
kế và chế tạo vải dệt kim chuyên dụng phù hợp với mục đích làm sản phẩm may
mặc chỉnh hình thẩm mỹ”, mã số: B2013-01.54.

9


2. Lịch sử nghiên cứu
Trong những năm gần đây, nhu cầu vải dệt kim đàn tính cao ngày càng tăng
mạnh trên thế giới và ở Việt Nam. Phạm vi ứng dụng của vải dệt kim đàn tính cao
ngày càng được mở rộng không chỉ cho quần áo thông dụng mà nhiều dòng sản
phẩm chuyên dụng.
Trên thế giới, đã có nhiều công trình nghiên cứu được công bố về thiết kế,
chế tạo các loại vải dệt kim đàn tính cao, nghiên cứu đánh giá các đặc trưng đàn
tính, tính ổn định hình dạng và áp lực vải nói chung, vải dệt kim đàn tính cao lên bề
mặt cơ thể [6-12] với mục đích chế tạo các sản phẩm chuyên dụng sử dụng cơ chế
cơ học (tạo áp lực xác định và ổn định) lên bề mặt cơ thể cũng như thiết kế 3D cho
sản phẩm may mặc. Phần lớn các nghiên cứu tập trung nhiều vào đánh giá ảnh

hưởng của các yêu tố bề mặt, thời gian, mô-đun đàn hồi, độ giãn đến đặc trưng ổn
định hình dạng và áp lực trang phục (vải) lên bề mặt và chưa có nghiên cứu nào
công bố về nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chiều dài vòng sợi đến đặc trưng ổn
định kích thước và áp lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt.
Ở nước ta, cho đến nay có rất ít công trình nghiên cứu được công bố về đặc
trưng đàn hồi của vải dệt kim. Thời gian gần đây, có một vài nghiên cứu về phương
pháp xác định áp lực vải lên bề mặt [2], nghiên cứu đánh giá cấu trúc của một số
sản phẩm quần chỉnh hình thẩm mỹ trên thị trường Việt Nam [4].
3. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn
*Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của chiều dài
vòng sợi đến tính ổn định kích thước và áp lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt
(mô phỏng bề mặt cơ thể người) trong quá trình sử dụng. Từ đó, có thể lựa chọn
được chiều dài vòng sợi phù hợp để chế tạo các loại vải có thể tạo áp lực xác định
lên bề mặt khi bị kéo giãn và đồng thời có tính ổn định kích thước tốt.
*Đối tượng nghiên cứu: Vải dệt kim đàn tính cao có các chiều dài vòng sợi khác
nhau sử dụng làm trang phục chỉnh hình thẩm mỹ (sản phẩm nghiên cứu của đề tài
B2013-01.54).
*Phạm vi nghiên cứu: Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, tập trung đánh giá độ

10


ổn định kích thước, áp lực lên bề mặt của vải theo 5 chu kỳ thí nghiệm (tổng thời
gian vải bị kéo giãn 120 giờ với độ giãn 50% theo hướng ngang và duy trì kích
thước dọc không thay đổi), giặt và sấy khô 5 lần.
4. Tóm tắt cô đọng các luận điểm cơ bản
Khảo cứu tài liệu về cấu trúc vải dệt kim và vải dệt kim đàn tính cao, các đặc
trưng đàn hồi, ổn định kích thước và áp lực vải lên bề mặt (các yếu tố ảnh hưởng và
phương pháp đánh giá) làm cơ sở cho nghiên cứu thực nghiệm.
Xây dựng phương pháp thí nghiệm đánh giá đặc trưng ổn định kích thước và

áp lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt (mô phỏng bề mặt cơ thể người) trong
quá trình sử dụng.
Xác định độ ổn định kích thước của các mẫu vải theo các chu kỳ thí nghiệm
(theo thời gian bỏ tải trọng kéo giãn: 0, 15, 30, 60, 120, 180 và 240 phút) và sau khi
giặt và sấy khô mẫu.
Xác định thời gian và giá trị lơi áp lực của các mẫu vải lên bề mặt theo các chu
kỳ thí nghiệm: mẫu vải bị kéo giãn cố định với độ giãn 50% theo hướng ngang
(kích thước dọc không thay đổi) trên thiết bị mô phỏng áp lực trang phục lên cơ thể
người sử dụng.
Xác định áp lực của các mẫu vải lên bề mặt theo các chu kỳ thí nghiệm: mẫu
bị kéo giãn cố định với độ giãn 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 và 80% theo hướng ngang
(kích thước dọc không thay đổi) trên thiết bị mô phỏng áp lực trang phục lên cơ thể
người sử dụng.
Phân tích đánh giá kết quả nhận được và đề xuất chiều dài vòng sợi hợp lý để
sản xuất vải dệt kim đàn tính cao cho các sản phẩm có yêu cầu cao về tính ổn định
kích thước và áp lực xác định lên bề mặt cơ thể người mặc như trang phục chỉnh
hình thẩm mỹ.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết kế thừa các kết quả nghiên cứu đã công bố.
Nghiên cứu khảo sát để lựa chọn đối tượng nghiên cứu.
Nghiên cứu thực nghiệm xác định đặc trưng ổn định kích thước và áp lực vải

11


dệt kim đàn tính cao lên bề mặt.
Phương pháp đánh giá so sánh.
Sử dụng phần mềm Ms Excel để xử lý số liệu thực nghiệm.
6. Đóng góp của tác giả
Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần đánh giá ảnh hưởng của chiều dài

vòng sợi đến tính ổn định kích thước và áp lực vải dệt kim đàn tính cao lên bề mặt
cơ thể người trong quá trình sử dụng. Xác định được chiều dài vòng sợi hợp lý để
sản xuất loại vải được nghiên cứu trong đề tài này nhằm đáp ứng yêu cầu về tính ổn
định kích thước và áp lực lên bề mặt cơ thể người trong quá trình sử dụng.

12


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về vải dệt kim
1.1.1. Khái niệm vải dệt kim
Vải dệt kim [1, 5] (hình 1.1) được cấu tạo từ các vòng sợi, (hình 1.2) liên kết
với nhau theo một quy tắc nhất định. Các vòng sợi này được làm từ một hay nhiều
sợi.
Hình vẽ cấu trúc một loại vải dệt kim:

Hình 1.1: Ảnh chụp vải dệt kim

Hình 1.2: Cấu trúc vải dệt kim

Vòng sợi là đơn vị cấu tạo cơ bản của vải dệt kim, các vòng sợi được phân bố
theo hàng ngang tạo nên hàng vòng, các vòng sợi đan từ vòng này qua vòng khác
theo chiều dọc của vải dệt kim tạo thành cột vòng.
Hình dạng và các phần vòng vải dệt kim đan ngang và đan dọc:

Hình 1.3: Dệt kim đan ngang

Hình 1.4: Dệt kim đan dọc

1-2-3-4-5-1: Gọi là chiều dài vòng sợi, ký hiệu là Lv

- Mỗi vòng sợi trong kiểu dệt kim đan ngang (hình 1.3) có các phần sau:

13


3-4:

Cung kim;

2-3 và 4-5:

Các phần vòng kéo căng;

1-2 và 5-1:

Các nửa cung kim.

- Mỗi vòng sợi trong kiểu dệt kim đan dọc (hình 1.3) có các phần sau:
3-4:

Cung kim;

2-1-5:

Phần vòng kéo căng;

2-3 và 4-5:

Trụ vòng.

Vải dệt kim có hai phương pháp đan chính là phương pháp đan dọc và
phương pháp đan ngang. Với kiểu dệt kim đan ngang thì sợi uốn cong liên tục tạo
thành hàng vòng, với kiểu dệt kim đan dọc thì hàng vòng tạo nên bằng một hệ thống
sợi. Sau đó, các sợi riêng biệt tạo thành một hay hai vòng trong một hàng và được
lặp đi lặp lại.
1.1.2. Các đặc trưng cấu trúc cơ bản của vải dệt kim
1.1.2.1. Kiểu dệt
Có ba kiểu dệt đan ngang cơ bản: Đan trơn (Single), đan chun (Laxtic) và
đan chun kép (Interlock) [1].
* Kiểu dệt trơn (kiểu dệt Single):
Là kiểu dệt đan ngang đơn giản và phổ biến nhất.
Vải dệt kim đan ngang Single có mặt trái khác so với mặt phải của vải, mặt
phải của vải nổi lên các trụ vòng, mặt trái của vải nổi lên cung kim.

Hình 1.5: Mặt trái kiểu dệt trơn (kiểu dệt Single)

14


Hình 1.6: Mặt phải kiểu dệt trơn (kiểu dệt Single)
Ưu điểm: Vải khá mềm mại, có độ giãn theo chiều ngang lớn hơn độ giãn
theo chiều dọc.
Nhược điểm: Vải dễ bị xổ vòng, thậm chí khi đứt một vòng cũng có thể xổ
cả cột vòng.
Sử dụng: Dệt bít tất, quần áo thể thao, găng tay, .v.v.
*Kiểu dệt đan chun (kiểu dệt Laxtic):
Là kiểu dệt đan ngang và dệt kép.
Với kiểu dệt này, trong một hàng vòng thì các vòng sợi lần lượt quay mặt
phải rồi quay sang mặt trái. Do đó mặt trái và mặt phải của vải giống nhau.

Hình 1.7: Kiểu dệt đan chun (kiểu dệt Laxtic)
Ưu điểm: So với kiểu dệt trơn (Single) thì kiểu dệt đan chun (Laxtic) không
làm xoăn mép vải, khó bị xổ vòng. Vải có khả năng kéo giãn, đàn hồi theo chiều
ngang rất lớn. Có thể tăng độ đàn hồi của vải khi dệt bằng sợi đàn hồi và tăng mật
độ vải.

15


Nhược điểm: Do cấu trúc của kiểu dệt vải đan chun (Laxtic) có độ dày hơn
kiểu dệt trơn (Single) cho nên vải này cứng hơn vải đan trơn (Single).
Sử dụng: Kiểu dệt được sử dụng khi dệt găng tay, áo và vải dệt kim mặc
ngoài.
*Kiểu dệt đan chun kép (kiểu dệt Interlock):
Là kiểu dệt kép đan ngang.
Vải Interlock có đặc trưng là đan chun lồng hai sợi vào nhau. Tạo ra vải có
hình dáng bên ngoài đẹp.

Hình 1.8: Kiểu dệt đan chun kép (kiểu dệt Interlock)
Ưu điểm: Vải ít bị xổ vòng, tuột vòng đồng thời độ bền mài mòn cao. Độ ổn
định kích thước, độ đàn hồi cao.
Nhược điểm: Do cấu trúc của kiểu dệt vải đan chun (Laxtic) có độ dày hơn
kiểu dệt trơn (Single) cho nên vải này cứng hơn vải đan trơn (Single).
Ứng dụng: Dùng khi dệt găng tay, áo và vải dệt kim mặc ngoài.
1.1.2.2. Mật độ vải
Mật độ vải dệt kim theo hướng ngang Mn (hướng hàng vòng) được xác định
bằng số cột vòng trên 100 mm.
Mật độ vải dệt kim theo hướng dọc Md (hướng cột vòng) được xác định bằng
số hàng vòng trên 100 mm [5].
Giữa mật độ vải và các đặc trưng kích thước của vòng sợi có mối liên hệ như

sau:
A

100
, [mm]
Mn

16


B

100
, [mm]
Md

trong đó:
A - bước vòng;
B - hàng vòng.
1.1.2.3. Chỉ số chứa đầy
Tương tự như vải dệt thoi, chỉ số chứa đầy của vải dệt kim đặc trưng cho
mức độ chứa đầy xơ trong vải khi kiểu dệt giống nhau và kích thước ngang của sợi
không thay đổi [5].
Độ chứa đầy thẳng: Được xác định bằng tỷ số giữa đường kính sợi và bước
vòng A hoặc chiều cao của hàng vòng B [5].

Hình 1.9: Sơ đồ xác định độ chứa đầy vải dệt kim
Khoảng cách giữa hai đường trục của cột vòng nằm sát cạnh nhau gọi là bước
vòng A, còn khoảng cách giữa hai hàng vòng sát cạnh nhau gọi là chiều cao của
hàng vòng B (hình 1.9). Hình dạng của vòng phụ thuộc vào kích thước của bước

vòng và chiều cao của hàng vòng. Hệ số tương quan mật độ là tỷ số giữa mật độ
ngang và mật độ dọc của vải, nói rõ quan hệ về kích thước giữa chiều cao và chiều
rộng của vòng sợi, là một thông số quan trọng để tính toán và thiết kế công nghệ
của vải. Hệ số tương quan mật độ:
C

 C

17

B
A

Mn
Md


Đặc trưng cho cấu tạo vải dệt kim thường dùng tỷ số B/A là hệ số tương
quan mật độ C[1, 5].
Độ chứa đầy theo hướng dọc, ký hiệu Ed:
Ed 



d
100
B

d100
100

Md

 Ed  dM d , [%]
Độ chứa đầy theo hướng ngang, ký hiệu En:
En 



d
100
A

d100
100
Mn

 En  dM n , [%]
trong đó:
A - Bước vòng;
B - Hàng vòng;
d - Đường kính sợi, mm;
Md - Mật độ vải theo hướng dọc;
Mn - Mật độ vải theo hướng ngang.
Do các giá trị Ed và En thay đổi rất nhiều khi vải dệt kim bị biến dạng nên ít
khi xác định đặc trưng này.
Độ chứa đầy diện tích (ES): Đối với các kiểu dệt đơn giản, độ chứa đầy diện
tích là tỷ số giữa diện tích hình chiếu của phần sợi với diện tích phần cấu tạo cơ bản
của vải dệt kim, ký hiệu là ES [5].
ES 

 ES 

dlv  4d 2
100
AB

dlv  4d 2
M n M d , [%]
100

18


trong đó:
A - Bước vòng;
B - Chiều cao hàng vòng;
d - Đường kính sợi, [mm];
lv - Chiều dài vòng sợi, [mm].

Độ chứa đầy thể tích (Ev): Chỉ số chứa đầy thể tích xác định bằng quan hệ
giữa thể tích của sợi trong vải với toàn bộ thể tích của vải, ký hiệu là E v [5]:
Ev 

t
100 , [%]
S

trong đó:
- Khối lượng thể tích của sợi trong vải;
- Khối lượng thể tích của vải.

Độ chứa đầy khối lượng (E G): Chỉ số chứa đầy thể tích xác định bằng quan
hệ giữa khối lượng của sợi trong vải với khối lượng lớn nhất của vải với điều kiện
toàn bộ thể tích của vải chứa đầy bởi xơ hoặc sợi, ký hiệu là EG:
EG 

t
100 , [%]


trong đó:
- Khối lượng thể tích của vải, [mg/mm3];
- Khối lượng riêng của vật chất tạo nên xơ hoặc sợi, [mg/mm3].
1.1.2.4. Chiều dài vòng sợi
Vòng sợi là đơn vị cấu tạo của vải dệt kim, vòng sợi dài hay ngắn đều ảnh
hưởng trực tiếp đến mật độ vải và các tính chất cơ lý của vải. Ở trạng thái tự do,
vòng sợi có dạng đường cong không gian. Trong tính toán và sử dụng, tính toán độ
dài vòng sợi bằng cách tính tổng các đoạn xem như thẳng (trụ vòng), các cung tròn
(cung kim, cung platin) .v.v. Phân tích các giai đoạn của quá trình tạo vòng trên các
máy dùng kim lưỡi thì xác định được chiều dài vòng sợi là chiều dài của đoạn sợi
tạo thành một vòng sợi, ký hiệu: lv, đơn vị: mm [1].
*Mô-đun vòng sợi:

19


Xác định Mô-đun vòng sợi theo công thức [5]:
H

lv
dy

(1)

trong đó:
l v - chiều dài vòng sợi, [mm];
d y - đường kính quy ước của sợi, [mm].

Bằng phương pháp suy luận toán học, được giá trị mô-đun vòng sợi H từ
quan hệ của chiều dài vòng sợi lv và đường kính của sợi d y là:
H  lv Nm



H

31, 6lv
T

trong đó:
l v - chiều dài vòng sợi, [mm];

T - độ nhỏ của sợi, [tex].
Nếu dệt vải với mô-đun lớn hơn thì vải sẽ thưa, kém ổn định. Nếu dệt với
mô-đun nhỏ hơn, vải sẽ quá dày và cứng.
Trong nhiều hệ thống tính toán công nghệ, có thể dùng đại lượng chứa đầy
của vải hay là hệ số cover ( T f ).
Tf 

T
lv

, [tex]

trong đó:
lv - chiều dài vòng sợi, [mm];
T - độ nhỏ của sợi, [tex].
Như vậy, giữa mô-đun vòng sợi và chiều dài vòng sợi có mối liên quan với
nhau.
1.1.2.5. Khối lượng vải dệt kim
Bao gồm khối lượng một mét vải, trong đó chiều rộng bằng chiều rộng khổ
vải, tính theo đơn vị g/m.
Khối lượng một mét vuông vải được tính bằng g/m2.

20


Khi tính khối lượng còn phải tính đến điều kiện độ ẩm và nhiệt độ phòng, do
đó sẽ có khối lượng thực tế, khối lượng qui chuẩn của một mét hay 1 m2 vải dệt kim
[1].
Khối lượng 1 m2 vải, ký hiệu: Q, [g/m2].
1.1.3. Tính chất của vải dệt kim
1.1.3.1. Tính chất cơ học
Các tính chất cơ học hình thành nên một nhóm tính chất của vải có số lượng
lớn nhất, chi phối và quyết định các qúa trình gia công cũng như giá trị sử dụng của
vải.
- Tính chất biến dạng của vải dệt kim [3, 5]:
+ Biến dạng kéo: các đặc trưng biến dạng kéo của vải như độ bền, độ giãn
đứt có thể được xác định thông qua các quá trình thử kéo một chiều hay hai chiều.
+ Biến dạng uốn: để xác định các đặc trưng biến dạng uốn của vải, mẫu vải
có thể được gây tải bằng moment uốn ngang hoặc bằng lực nén trong mặt phẳng vải

(nén chính tâm). Các đặc trưng biến dạng uốn rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực
tiếp đến nhiều tính chất sử dụng của vải như độ mềm mại, độ nhàu, độ đàn hồi, …
+ Khả năng cản uốn của vải dệt kim khá nhỏ, thường nhỏ hơn so với vải dệt
thoi do trọng lượng lên sợi trong vải dệt kim và vải dệt thoi khác nhau. Khi vải chịu
tác động của moment uốn, sợi dệt thoi chịu biến dạng uốn còn sợi dệt kim chịu biến
dạng xoắn, trong khi đó độ cứng xoắn của sợi nhỏ hơn độ cứng uốn.
+ Biến dạng trượt: mặc dù có ý nghĩa thực tiễn nhưng các tính chất biến dạng
trượt của vải dệt kim trong nhiều trường hợp chưa được quan tâm nghiên cứu đầy
đủ.
- Tính ổn định kích thước của vải dệt kim [3, 5]:
Tính kém ổn định về kích thước là một trong những nhược điểm lớn của vải
dệt kim, hình dạng của các sản phẩm dệt kim luôn có xu hướng tự thay đổi theo thời
gian. Trong quá trình gia công và sử dụng, vải dệt kim trải qua hàng loạt các trạng
thái khác nhau.
+ Trong quá trình dệt trên máy: vải luôn trong trạng thái bất ổn định, thường

21


bị kéo căng nên các thông số hình học cũng bị thay đổi theo.
+ Vải xuống máy: vải xuống máy dần đi vào trạng thái ổn định tương đối
(trạng thái hồi phục khô), Sau giai đoạn hồi phục khô, mọi sự thay đổi về hình dạng
và kích thước sẽ không xảy ra chỉ khi các điều kiện tồn tại của vải không thay đổi.
+ Vải sau hồi phục ướt: sau hồi phục ướt, vải vẫn còn ở trạng thái ổn định
tương đối nhưng ở mức độ hồi phục cao hơn.
+ Trạng thái hồi phục hoàn toàn của vải: đây không phải là một trạng thái
duy nhất mặc dù được đặc trưng bằng lượng nội năng biến dạng cực tiểu trong vải.
Ảnh hưởng của trợ lực không chỉ làm cấu trúc vải bị biến dạng dẻo ngay trong quá
trình dệt mà còn tạo ra một số lượng vô cùng lớn trạng thái hồi phục hoàn toàn khác
nhau của vải. Tuy nhiên, các thông số hình học vải của các trạng thái hồi phục khác

nhau này lại hầu như không khác nhau.
1.1.3.2. Các tính chất khác của vải dệt kim
Các tính chất nhiệt và điện của vải dệt kim cũng rất quan trọng, các tính chất
này chịu ảnh hưởng của nguyên liệu sử dụng và cấu trúc vải. Chúng ảnh hưởng xấu
đến các tính chất gia công cũng như các tính chất sử dụng của vải. Vải dệt kim
thường được kết hợp với một số loại vải khác để gia tăng tính cách nhiệt, tính cách
điện [3].
1.1.4. Sự biến dạng của vải dệt kim trong quá trình sử dụng
Vải dệt kim có cấu tạo từ một hoặc nhiều sợi bằng cách tạo thành các vòng
rồi liên kết các vòng sợi với nhau. Trong vải, các vòng sợi trong vải có dạng đường
cong không gian. Do vải dệt kim xốp, mềm, đàn hồi, co giãn và thoáng khí, vì cấu
trúc kém chặt chẽ và nhược điểm lớn là kém ổn định kích thước của vải và rất dễ bị
biến dạng [3].
1.1.5. Tính chất lưu biến của vải
- Tải trọng: Xét một vật thể, đã từ lâu không chịu tác động của lực nào từ bên
ngoài, kích thước của nó dần dần tiến đến giới hạn và hầu như không thay đổi. Tác
động lực đơn giản nhất và thường dùng nhất là kéo (kéo hoặc nén), uốn, xoắn hay
ép, .v.v. được gọi chúng là chịu tải trọng. Cũng có thể coi lực trọng trường hoặc lực

22


quán tính là tải trọng tác động lên các phân tử bên trong của vật thể.
- Ứng suất: là nội lực tính trên một đơn vị diện tích của mặt cắt của mặt cắt,
nó là độ đo cường độ nội lực tại một điểm, đơn vị: daN/cm2, kN/cm2, MN/m2 và
Mpa.
- Ứng lực (lực ứng phó hay nội lực) là lực sinh ra trong lòng vật liệu có tác
động chống lại sự tác động của ngoại lực, ngoại lực tác dụng có thể là lực, moment,
nhiệt độ, độ ẩm, tác động hóa học.
- Đường cong ứng lực – biến dạng: Tác động lực vào vật liệu nghiên cứu một

ứng lực  theo một quy luật xác định gây nên biến dạng. Ngược lại, khi làm thay
đổi biến dạng  theo thời gian với quy luật xác định, có được đường cong ứng lực –
biến dạng với biến dạng cưỡng bức [3].
- Hiện tượng rão và lơi của vải:
Để nghiên cứu sự thay đổi của ứng lực, biến dạng, tốc độ biến dạng theo thời
gian đối với vật liệu dệt, thường tiến hành nghiên cứu hiện tượng rão và hiện tượng
lơi của xơ, sợi, vải [3].
- Hiện tượng rão của vải: Nếu như một đầu xơ, sợi, vải được kẹp cố định,
đầu kia treo tải trọng không đổi thì xơ, sợi, vải xảy ra biến dạng rão của quá trình
kéo giãn khi ứng suất  không đổi.

a)

b)
Hình 1.10: Diễn biến quá trình rão

a)

b)
Hình 1.10: Diễn biến quá trình rão

Khi vật liệu dệt chịu tác động của tải trọng không đổi (ứng lực không đổi),
vật liệu dệt biến dạng (giãn) theo thời gian. Quá trình biến dạng là hiện tượng rão

23


của vật liệu dệt.
- Hiện tượng lơi của vải: Nếu các đầu xơ, sợi, vải đã được kéo giãn trước,
được kẹp cố định trong trạng thái không đổi thì trong xơ, sợi, vải sẽ diễn ra quá

trình lơi. Hiện tượng lơi là sự giảm dần ứng suất (hoặc ứng lực) của vật liệu dệt khi
biến dạng được giữ không đổi.
1.2. Tổng quan về vải dệt kim đàn tính cao
1.2.1. Khái niệm vải dệt kim đàn tính cao
Vải dệt kim đàn tính cao là loại vải dệt kim được so sánh như vải dệt kim
thông thường nhưng vải dệt kim đàn tính cao có độ đàn hồi tốt hơn, độ giãn đàn hồi
cao hơn bởi vì trong vải dệt kim đàn tính cao có chứa thành phần xơ hay sợi đàn
tính có tính chất đàn tính tốt như sợi PU, sợi lõi PU được bọc bằng các loại xơ, sợi
khác hay các loại sợi textua.
Tương tự như vải dệt kim, vải dệt kim đàn tính cao khá đa dạng về chủng
loại và mẫu mã. Sự đa dạng và phong phú này là sự kết hợp nhiều loại xơ sợi khác
nhau trong sản xuất vải, sự thay đổi kiểu dệt cũng như công nghệ dệt vải đàn tính
cao. Do có thành phần đàn tính trong vải nên vải dệt kim đàn tính cao thường được
dệt trên các thiết bị (máy dệt kim) chuyên dụng. Vải được hoàn tất với các chế độ
riêng để duy trì tính đàn hồi của vải, hay không làm tổn thương thành phần đàn tính
trong vải.
Bên cạnh tính đàn hồi, tính ổn định kích thước tốt, vải dệt kim đàn tính cao
có các ưu điểm của vải dệt kim như mềm mại, thông hơi, thông khí tốt v.v. Do vậy
vải dệt kim tính cao ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các sản phẩm may mặc
thông dụng và chuyên dụng.
- Biểu đồ biến dạng – tải trọng: Xét các thí nghiệm rão thực hiện trên cùng
một vật thể với những tải trọng khác nhau:  01 ,  02 ,  03 , … Đường cong t1 thể hiện
sự phụ thuộc biến dạng  vào  01 và các tải trọng. Như vậy, có các đường cong t2,
t3, … . Biểu đồ này tập hợp những đường cong có tên gọi là đường cong biến dạng
– tải trọng.

24